本發(fā)明屬于高分子材料合成設(shè)備，涉及用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

1、聚萘二甲酸乙二醇酯（pen）樹(shù)脂具備優(yōu)異的阻隔性、熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能，是電子信息、電子封裝、光電子器件及特種工程領(lǐng)域的理想材料。pen通常采用酯交換法或者直接酯化法進(jìn)行本體聚合而成。在聚萘二甲酸乙二醇酯（pen）終縮聚過(guò)程中，反應(yīng)器的核心作用是促進(jìn)熔體的表面更新、提高脫揮效率、增強(qiáng)傳質(zhì)效果，從而加快聚合反應(yīng)速率。

2、然而，現(xiàn)有的連續(xù)反應(yīng)設(shè)備存在以下技術(shù)問(wèn)題：

3、1.高效捏合與設(shè)備復(fù)雜性的矛盾。傳統(tǒng)的雙軸捏合反應(yīng)器雖然能夠通過(guò)捏合作用提高熔體表面更新速率和脫揮效率，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行過(guò)程中容易產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。同時(shí)，雙軸設(shè)備的能耗高，維護(hù)成本大，不利于工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。單軸圓盤(pán)反應(yīng)器則雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定，但由于缺乏有效的捏合作用，熔體的表面更新速率低，導(dǎo)致脫揮和傳質(zhì)效率低下，難以滿足高粘度物料的高效聚合需求。

4、2.?pen熔體滯留與過(guò)度反應(yīng)問(wèn)題。現(xiàn)有的單軸反應(yīng)器由于缺乏刮壁裝置，容易導(dǎo)致pen熔體在釜壁滯留，出現(xiàn)過(guò)度反應(yīng)，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

5、3.?反應(yīng)器內(nèi)部死區(qū)影響產(chǎn)品質(zhì)量。在反應(yīng)過(guò)程中，如果反應(yīng)器內(nèi)部存在流動(dòng)死區(qū)，會(huì)導(dǎo)致部分物料停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，影響反應(yīng)均勻性，降低最終產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。

6、因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行穩(wěn)定同時(shí)又能夠提升熔體表面更新速率，增強(qiáng)脫揮和傳質(zhì)效率的裝置或方法來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，包括：攪拌槳、攪拌筒，攪拌筒呈圓筒狀；

2、攪拌槳包括攪拌軸，攪拌軸自攪拌筒的一端沿軸向伸入攪拌筒內(nèi)，攪拌軸的圓柱面上設(shè)有多個(gè)沿徑向向外伸出的攪拌槳葉，攪拌槳葉的根部為圓角梯形葉片，攪拌槳葉的梢部為刮刀；圓角梯形葉片的葉面為三維螺旋曲面，圓角梯形葉片的梯形上底邊固定連接攪拌軸的圓柱面，圓角梯形葉片的梯形下底邊固定連接刮刀，刮刀呈直桿狀，刮刀的直桿中段連接圓角梯形葉片梯形下底邊的中部，刮刀的直桿兩端伸出圓角梯形葉片梯形下底邊的外沿，刮刀的直桿長(zhǎng)度方向與圓角梯形葉片梯形下底邊之間設(shè)有夾角；

3、攪拌筒的內(nèi)筒壁上設(shè)有捏合爪，捏合爪呈“t”字型，捏合爪的“t”字型的豎桿沿徑向向內(nèi)，捏合爪“t”字型豎桿懸空的末端連接內(nèi)筒壁，捏合爪的“t”字型的橫桿平行于攪拌軸的旋轉(zhuǎn)軸；

4、攪拌槳葉沿軸向與捏合爪間隔交錯(cuò)設(shè)置，攪拌槳葉的刮刀沿軸向伸入相鄰的捏合爪的橫桿內(nèi)側(cè)，捏合爪“t”字型的橫桿沿軸向伸入相鄰的刮刀內(nèi)側(cè)；當(dāng)攪拌槳在攪拌筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，攪拌槳葉與捏合爪在攪拌筒內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)捏合。

5、優(yōu)選的，所述攪拌槳葉設(shè)有多片，多片攪拌槳葉環(huán)繞攪拌軸布設(shè)；捏合爪設(shè)有多根，多根捏合爪環(huán)繞攪拌筒的圓筒內(nèi)壁布設(shè)。

6、更優(yōu)的，所述攪拌槳葉設(shè)有2～6片，攪拌槳葉環(huán)繞攪拌軸均布；捏合爪設(shè)有7～16根，捏合爪環(huán)繞攪拌筒的圓筒內(nèi)壁均布。

7、優(yōu)選的，所述攪拌槳葉設(shè)有多片，多片攪拌槳葉沿?cái)嚢栎S的軸向布設(shè)。

8、優(yōu)選的，所述攪拌軸的端部設(shè)有聯(lián)軸器。

9、更優(yōu)的，所述聯(lián)軸器包括：攪拌軸的端部沿軸向向內(nèi)凹陷的內(nèi)六角孔。

10、優(yōu)選的，所述攪拌筒、攪拌槳葉與攪拌軸同旋轉(zhuǎn)軸。

11、優(yōu)選的，所述刮刀沿徑向靠近內(nèi)筒壁。

12、本發(fā)明的有益效果是：

13、1、本發(fā)明采用螺旋分布的槳葉，既能輸送熔體，確保聚酯熔體在反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料出料，避免停滯或不均勻反應(yīng)，又能提高攪拌效果。

14、2、本發(fā)明槳葉端部設(shè)置刮刀，防止熔體在釜壁停留，避免過(guò)度反應(yīng)或物料降解，提高產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。

15、3、本發(fā)明釜壁設(shè)有捏合爪，與攪拌槳葉及刮刀協(xié)同作用，提高表面更新速率，強(qiáng)化脫揮和傳質(zhì)效率，同時(shí)減少死區(qū)，提高反應(yīng)均勻性，加速低分子揮發(fā)，提高傳質(zhì)效率，促進(jìn)縮聚反應(yīng)速率。

16、4、本發(fā)明相比雙軸設(shè)備，單軸捏合設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)降低能耗，實(shí)現(xiàn)更高效、經(jīng)濟(jì)的聚酯終縮聚工藝。

技術(shù)特征：

1.用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，包括：攪拌槳（1）、攪拌筒（2），所述攪拌筒（2）呈圓筒狀；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌槳葉（12）設(shè)有多片，多片所述攪拌槳葉（12）環(huán)繞所述攪拌軸（11）布設(shè)；所述捏合爪（22）設(shè)有多根，多根所述捏合爪（22）環(huán)繞所述攪拌筒（2）的圓筒內(nèi)壁布設(shè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌槳葉（12）設(shè)有2～6片，所述攪拌槳葉（12）環(huán)繞所述攪拌軸（11）均布；所述捏合爪（22）設(shè)有7～16根，所述捏合爪（22）環(huán)繞所述攪拌筒（2）的圓筒內(nèi)壁均布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌槳葉（12）設(shè)有多片，多片所述攪拌槳葉（12）沿所述攪拌軸（11）的軸向布設(shè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌軸（11）的端部設(shè)有聯(lián)軸器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述聯(lián)軸器包括：所述攪拌軸（11）的端部沿軸向向內(nèi)凹陷的內(nèi)六角孔。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述攪拌筒（2）、攪拌槳葉（12）與攪拌軸（11）同旋轉(zhuǎn)軸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，其特征在于，所述刮刀（14）沿徑向靠近所述內(nèi)筒壁（21）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高分子材料合成設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于聚萘二甲酸乙二醇酯終縮聚的連續(xù)式單軸捏合反應(yīng)器，包括：攪拌槳、攪拌筒，攪拌槳包括攪拌軸，攪拌軸上設(shè)有多個(gè)沿徑向向外伸出的攪拌槳葉，攪拌槳葉的梢部為刮刀；攪拌筒的內(nèi)筒壁上設(shè)有捏合爪，捏合爪的“T”字型的豎桿沿徑向向內(nèi)；攪拌槳葉沿軸向與捏合爪間隔交錯(cuò)設(shè)置，當(dāng)攪拌槳在攪拌筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，攪拌槳葉與捏合爪在攪拌筒內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)捏合；本發(fā)明通過(guò)螺旋分布的攪拌槳葉、槳葉端部刮刀以及釜壁捏合爪的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了高效的熔體輸送、捏合和表面更新，顯著提升聚酯終縮聚過(guò)程中的脫揮和傳質(zhì)效率，同時(shí)降低能耗，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：陳飛,楊發(fā)虎,劉棟,陳秋震,王靜伊,張立群
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24